JP4442474B2 - 線状光源装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、バックライトに用いられる導光板の一側面に配置される線状光源装置およびその製造方法に関する。

バックライトの光源として、平板状の導光板の一側面から光を入射させることができる線状光源装置がある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の線状光源装置を図１１に基づいて説明する。図１１（Ａ）に示すように特許文献１に記載の線状光源装置３０は、配線パターンが形成された長尺の基板３１に、複数の発光素子３２が配置され、この発光素子３２が出射する光を出射方向に反射させる傾斜面３３ａを有する反射体３３が交互に配置されている。そして発光素子３２は、樹脂で形成された樹脂封止部３４で封止されている。

発光素子３２から基板３１の長手方向へ出射された光は、両側にある反射体３３によって出射方向へ反射し、図１１（Ｂ）に示すように基板３１の短手方向へ出射された光は、導光板の一側面に配設されるときに貼着される反射シート３５によって反射することで、導光板の方へ光を効率よく出射している。また、同図（Ｃ）に示すように、反射シート３５の代わりに樹脂封止部３４に銀やアルミニウムからなる蒸着膜３６を形成しても同様に光を反射させられる。
特開２００４−２３５１３９号公報

特許文献１に記載の線状光源装置は、長尺の基板に発光素子が配置されているので、携帯電話や、デジタルカメラや、ビデオカメラなどの液晶表示パネルのバックライトの光源として導光板の一側面に配置することで好適に用いることができる。

液晶表示パネルを明るい場所でも視認しやすいようにするためには、バックライトの輝度を向上させる必要があり、これは、線状光源装置の発光輝度が重要な鍵となる。線状光源装置の発光輝度の向上は、発光素子そのものの輝度を向上させることが考えられるが、発光素子に多くの電流量を流せるようにするなど特性の変更を行う必要があり、多大な開発工数が必要である。

従って、発光素子の仕様はそのままで、効率良く発光素子からの光を出射方向へ出射できれば、線状光源装置の発光輝度も向上する。

そこで本発明の目的は、発光素子からの光を更に効率よく出射方向へ出射させることで、明るいバックライトとすることができる線状光源装置を提供することにある。

本発明の線状光源装置は、長尺状の基板と、前記基板の長手方向に沿って配置された複数の発光素子と、前記発光素子から長手方向へ出射された光を出射方向へ反射させ、前記発光素子と交互に配置された反射体と、前記発光素子を樹脂で封止した樹脂封止部とを有する線状光源装置において、前記樹脂封止部の出射面の短手方向の幅が前記基板と略等しく形成されるとともに、前記樹脂封止部には前記発光素子から短手方向へ出射された光を前記出射方向へ反射させる傾斜部が設けられていることを特徴とする。

本発明の線状光源装置においては、樹脂封止部の出射面の短手方向の幅が基板と略等しく形成されていても、樹脂封止部には発光素子から短手方向へ出射された光を出射方向へ反射させる傾斜部が設けられているので、発光素子からの光を更に効率よく出射方向へ出射させることで、明るいバックライトとすることができる。

本願の第１の発明は、長尺状の基板と、基板の長手方向に沿って配置された複数の発光素子と、発光素子から長手方向へ出射された光を出射方向へ反射させ、発光素子と交互に配置された反射体と、発光素子を樹脂で封止した樹脂封止部とを有する線状光源装置において、樹脂封止部の出射面の短手方向の幅が基板と略等しく形成されるとともに、樹脂封止部には発光素子から短手方向へ出射された光を出射方向へ反射させる傾斜部が設けられていることを特徴としたものである。

従来の線状光源装置では、樹脂封止部の短手方向へ出射された光は、出射方向と平行した面に設けられた反射シートや蒸着膜により反射させているが、短手方向へ出射された光は、そのまま発光素子へ向かって反射され、そのまま減衰してしまうこととなる。これでは出射方向へと光を進行させることができない。

本発明では、樹脂封止部の出射面の短手方向の幅が基板と略等しく形成されていても、樹脂封止部には発光素子から短手方向へ出射された光を出射方向へ反射させる傾斜部が設けられているので、発光素子から直接出射方向へ出射される光と、発光素子から長手方向へ出射され、反射体で出射方向へ反射される光だけでなく、短手方向へ出射された光も傾斜部により出射方向へ反射させることができるので、輝度向上が図れる線状光源装置とすることができる。

本願の第２の発明は、傾斜部は、傾斜面が連続した階段状に形成されていることを特徴としたものである。

傾斜部が傾斜面が連続した階段状に形成されていることで、傾斜面で全反射した光が樹脂封止部内での反射を繰り返すことなく、より多く出射方向へ導くことができる。

本願の第３の発明は、傾斜面の出射方向に対するそれぞれの角度は、出射面に向かって徐々に小さくなるように形成されていることを特徴としたものである。

階段状とした傾斜面のそれぞれの角度を出射面に向かって徐々に小さくなるように形成することで、発光素子から出射された光が傾斜面に対して臨界角以上となる傾斜面の面積を広く形成することができるので、更に効率よく輝度を向上させることができる。

本願の第４の発明は、傾斜部は、基板側となる基部から出射面側となる先部へ向かって傾斜する傾斜面であることを特徴としたものである。

傾斜部を、基板側となる基部から出射面側となる先部へ向かって傾斜する傾斜面とすることで、傾斜面で全反射した光が樹脂封止部内での反射を繰り返すことなく、より多く出射方向へ導くことができる。

本願の第５の発明は、基板材上に発光素子を複数の縦列に配置し、発光素子から出射された光を出射方向へ反射させる反射体を横列に並んだ発光素子の両側に配置し、縦列に配置された発光素子を覆うように樹脂で封止して樹脂封止部を形成した後に、発光素子が横一列ずつとなるように樹脂封止部および基板材を切断して長尺状の基板とした個片とする線状光源装置の製造方法において、切断した樹脂封止部の切断面に、発光素子から短手方向へ出射された光を出射方向へ反射させる傾斜部を、樹脂封止部を形成する樹脂を加熱した型で転写して形成することを特徴としたものである。

発光素子から基板の長手方向へ出射された光は反射体により出射方向へ反射することができるが、基板の短手方向へ出射される光は、樹脂封止部を切断して個片としているので反射させることができない。そこで切断した樹脂封止部の切断面に、発光素子から短手方向へ出射された光を出射方向へ反射させる傾斜部を、樹脂封止部を形成する樹脂を加熱した型で転写して形成することで、短手方向へ出射された光も傾斜部により出射方向へ反射させることができるので、輝度向上が図れる線状光源装置とすることができる。

また傾斜部が形成された型を用いて転写して形成するので、容易に傾斜部を形成することができる。

本願の第６の発明は、樹脂封止部に当接する当接面を鏡面とした型で傾斜部を形成することを特徴としたものである。

樹脂封止部に当接する当接面を鏡面とした型で傾斜部が形成されるので、傾斜部で光が乱反射することなく出射方向へ反射させることができる。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る線状光源装置について、図１から図９に基づいて説明する。まず、本発明の実施の形態に係る線状光源装置の構成について、図１から図４に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る線状光源装置を用いたバックライトを説明する図である。図２は、本発明の実施の形態に係る線状光源装置を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部拡大図である。図３は、本発明の実施の形態に係る線状光源装置の傾斜部を説明する断面図である。図４は、従来の線状光源装置の断面図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る線状光源装置１を用いたバックライト２０は、線状光源装置１が導光板２１の一側面に配置される。線状光源装置１の出射面から出射された光は、導光板２１の一側面から入射し、導光板２１内の上面２１ａおよび底面２１ｂの間を反射しながら進行する。そして反射しながら進行する光は、主光取り出し面となる上面２１ａから出射するとともに、底面２１ｂから出射された光は底面２１ｂに配置された反射シート２２により再度導光板２１内へ入射して上面（主光取り出し面）から出射される。

次に、本発明の実施の形態に係る線状光源装置１を図２に基づいて説明する。

図２（ａ）および同図（ｂ）に示すように線状光源装置１は、長尺状の基板２と、基板２の長手方向に沿って配置された複数の発光素子３と、発光素子３から長手方向へ出射された光を出射方向へ反射させる反射体４と、発光素子３を封止する樹脂封止部５とを備えている。

基板２は、配線パターン（図示せず）が形成され、各発光素子３を導通接続するとともに、一端部に設けられて外部端子（図示せず）から電源が供給される。基板２は、白色のガラスＢＴ（ビスマレイミド トリアジン）銅張積層基板などが使用できる。

発光素子３は、例えば、ＧａＮ系化合物半導体を利用した白色発光のものが使用できる。発光素子３は、配線パターンに導通搭載されるとともに、ワイヤ６によって基板２の配線パターンにワイヤボンディングされている。

反射体４は、発光素子３から基板２の長手方向に出射された光を反射させるための傾斜面を有しており、基板２上に発光素子３と交互に配置されている。反射体４は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）などの樹脂で形成されている。複数の反射体４のうち、基板２の両端部に配置され、一方の発光素子３からの光を反射させる第１の反射体４ａと、両側の発光素子３からの光を反射させるために、２つの傾斜面で略台形状に形成された第２の反射体４ｂとがある。

樹脂封止部５は、エポキシ系樹脂などの光透過性で熱硬化性を有する樹脂で形成されている。この樹脂封止部５の出射面の短手方向の幅は、基板２と略等しく形成される。そして樹脂封止部５には発光素子３から短手方向へ出射された光を出射面側である出射方向へ反射させる傾斜部７が設けられている。

ここで樹脂封止部５の傾斜部７について図３および図４に基づいて詳細に説明する。

傾斜部７は、傾斜面８が連続した階段状に形成されている。そして、この傾斜面の出射方向に対するそれぞれの角度は、出射面に向かって徐々に小さくなるように形成されている。

従来の線状光源装置では、図４に示すように樹脂封止部３４の短手方向へ出射された光は、出射方向Ｆと平行した面に設けられた蒸着膜３６や反射シートにより反射させているが、これでは短手方向へ出射された光は、そのまま発光素子３２へ向かって反射され、そのまま反射を繰り返すうちに減衰してしまう。これでは出射方向Ｆへと光は進行しないため、輝度の向上を阻害してしまう。

そこで、図３に示すように、樹脂封止部５の出射面５ａの短手方向の幅が基板２と略等しく形成されていても、樹脂封止部５には発光素子３から短手方向へ出射された光を出射方向Ｆへ反射させる傾斜部７として傾斜面８が連続した階段状に設けられているので、発光素子３から直接出射方向Ｆへ出射される光と、発光素子３から長手方向へ出射され、反射体４により出射方向Ｆへ反射される光だけでなく、短手方向へ出射された光も傾斜面８により出射方向Ｆへ反射させることができるので、輝度向上を図ることができる。

以上のように構成される本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法について図５から図９に基づいて説明する。図５から図９は、本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図である。

図５に示すように、まず配線パターンが形成された矩形状の基板材１０を準備する。そして、基板材１０の配線パターンが形成された所定の位置に発光素子３を配置していき、複数の縦列とする。

図６に示すように、発光素子３を配置した基板材１０に、反射体４となる枠体１１を接着剤で貼着する。

図７に示すように、この枠体１１の開口１１ａは、それぞれの縦列に並んだ発光素子３を囲うように矩形状に形成されており、発光素子３の縦列に沿って、開口１１ａの縁部に傾斜面１１ｂが形成されている。このように開口１１ａが設けられた枠体１１を基板材１０に貼着することで、発光素子３から出射された光を出射方向Ｆへ反射させる反射体４を横列に並んだ発光素子の両側に配置したことになる（図１参照）。

そして、図８に示すように枠体１１の開口１１ａへ樹脂を充填することで、縦列に配置された発光素子３を覆うように樹脂封止層１２が形成される。樹脂封止層１２が形成された基板材１０を、発光素子３が横一列ずつとなるように、樹脂封止層１２および基板材１０を切断して長尺状の個片とする。

図９に示すように、切断した樹脂封止層１２の切断面に、加熱した型１３を押圧することで、発光素子３から短手方向へ出射された光を出射方向Ｆへ反射させる傾斜部７を転写して樹脂封止部５を形成する。型１３の加熱は、樹脂封止層１２を形成する樹脂の軟化点以上の温度とすることで、容易に切断した樹脂封止層１２を整形して樹脂封止部５とすることが可能である。例えばエポキシ系樹脂であれば型１３の温度を１３０℃以上とすることで切断した樹脂封止層１２を軟化させて整形することができる。

切断した樹脂封止層１２に当接する当接面が、傾斜面が連続した階段状に形成されていれば、傾斜部７にはプリズム状とした傾斜面８が形成できる（図３参照）。

加熱した型１３で転写することで、樹脂封止層１２を切断した際に粗面となった部分を均一な平面とすることができるので、反射の際に光が拡散することが防止できる。また、切断した樹脂封止層１２に当接する型の当接面を鏡面とすることで、乱反射の防止に一層効果がある。

このように、一枚の基板材１０に発光素子３を縦列に並べて、切断するときは横一列ずつとなるように切断して個片としているので、傾斜部７を形成するために、出射方向へ向かって徐々に広がるように樹脂封止部５を形成することができない。本発明の実施の形態の線状光源装置１のように、型１３で傾斜部７を形成することで、樹脂封止部５の出射面の短手方向の幅が基板２と略等しくても、発光素子３から短手方向へ出射された光を出射方向へ反射させることができる。従って、輝度の向上を図った線状光源装置１とすることができる。

次に、本発明の他の実施の形態の線状光源装置を図１０に基づいて説明する。図１０は、本発明の他の実施の形態に係る線状光源装置を説明する断面図である。

図１０に示すように、線状光源装置１５の樹脂封止部１６には、基板２側となる基部から出射面１６ａ側となる先部へ向かって傾斜する傾斜面１７ａとした傾斜部１７が形成されている。

このように傾斜面１７ａとした傾斜部１７とすることで、傾斜面１７ａで全反射した光が樹脂封止部１６内での反射を繰り返すことなく、より多く出射方向Ｆへ導くことができる。この傾斜面１７ａは、型の当接面を、傾斜面１７ａを転写可能な形状とすることで容易に整形することができる。

本発明は、発光素子からの光を更に効率よく出射方向へ出射させることで、明るいバックライトとすることができるので、導光板の一側面に配置される線状光源装置に好適である。

本発明の実施の形態に係る線状光源装置を用いたバックライトを説明する図 本発明の実施の形態に係る線状光源装置を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部拡大図 本発明の実施の形態に係る線状光源装置の傾斜部を説明する断面図 従来の線状光源装置の断面図 本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 本発明の実施の形態に係る線状光源装置の製造方法を説明する図 本発明の他の実施の形態に係る線状光源装置を説明する断面図 従来の線状光源装置を説明する図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は反射シートが設けられた断面図、（Ｃ）は蒸着膜が設けられた断面図

符号の説明

１ 線状光源装置
２ 基板
３ 発光素子
４ 反射体
４ａ 第１の反射体
４ｂ 第２の反射体
５ 樹脂封止部
５ａ 出射面
６ ワイヤ
７ 傾斜部
８ 傾斜面
１０ 基板材
１１ 枠体
１１ａ 開口
１１ｂ 傾斜面
１２ 樹脂封止層
１３ 型
１５ 線状光源装置
１６ 樹脂封止部
１６ａ 出射面
１７ 傾斜部
１７ａ 傾斜面
２０ バックライト
２１ 導光板
２１ａ 上面（主光取り出し面）
２１ｂ 底面
２２ 反射シート

Claims (6)

1. 長尺状の基板と、
   前記基板の長手方向に沿って配置された複数の発光素子と、
   前記発光素子から長手方向へ出射された光を出射方向へ反射させ、前記発光素子と交互に配置された反射体と、
   前記発光素子を樹脂で封止した樹脂封止部とを有する線状光源装置において、
   前記樹脂封止部の出射面の短手方向の幅が前記基板と略等しく形成されるとともに、前記樹脂封止部には前記発光素子から短手方向へ出射された光を前記出射方向へ反射させる傾斜部が設けられていることを特徴とする線状光源装置。
2. 前記傾斜部は、傾斜面が連続した階段状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。
3. 前記傾斜面の出射方向に対するそれぞれの角度は、前記出射面に向かって徐々に小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項２記載の線状光源装置。
4. 前記傾斜部は、前記基板側となる基部から前記出射面側となる先部へ向かって傾斜する傾斜面であることを特徴とする請求項１記載の線状光源装置。
5. 基板材上に発光素子を複数の縦列に配置し、前記発光素子から出射された光を出射方向へ反射させる反射体を横列に並んだ前記発光素子の両側に配置し、縦列に配置された前記発光素子を覆うように樹脂で封止して樹脂封止部を形成した後に、前記発光素子が横一列ずつとなるように前記樹脂封止部および前記基板材を切断して長尺状の基板とした個片とする線状光源装置の製造方法において、
   切断した前記樹脂封止部の切断面に、前記発光素子から短手方向へ出射された光を前記出射方向へ反射させる傾斜部を、前記樹脂封止部を形成する樹脂を加熱した型で転写して形成することを特徴とする線状光源装置の製造方法。
6. 前記樹脂封止部に当接する当接面が鏡面とした型で前記傾斜部を形成することを特徴とする請求項５記載の線状光源装置の製造方法。

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